專(zhuān)利名稱(chēng)：一種硫酸鈣晶體的定量分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種硫酸鈣晶體的定量分析方法，具體地，涉及ー種測(cè)定硫酸鈣晶體中的ニ水硫酸鈣晶體和半水硫酸鈣晶體的定量方法。
背景技術(shù)：
硫酸鈣用途廣泛，但檸檬酸鈣鹽與硫酸反應(yīng)制得的硫酸鈣中殘留有檸檬酸以及較多的游離水，因此，這制約了產(chǎn)物硫酸鈣的應(yīng)用，使得不能發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值。檸檬酸的酸解エ序產(chǎn)生的硫酸鈣濕晶體主要含有ニ水硫酸鈣和半水硫酸鈣，其中，ニ水硫酸鈣是針狀晶體，過(guò)濾和洗滌困難，需要大量的水洗滌固相，用以降低檸檬酸在硫酸鈣中的殘留量，這樣，固液分離后得到的硫酸鈣的游離水含量高，檸檬酸溶液濃度低， 從而會(huì)影響硫酸鈣的應(yīng)用并增加了檸檬酸溶液的濃縮費(fèi)用；半水硫酸鈣是片狀晶體，易于過(guò)濾和洗滌，得到的半水硫酸鈣游離水含量低。因此，ニ水硫酸鈣含量低的固渣硫酸鈣易于漂洗，硫酸鈣中殘留的檸檬酸的量將較少，有利于提高酸解エ段的收率。但是，反應(yīng)得到的是哪種晶型的硫酸鈣，取決于反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物濃度等綜合因素，而現(xiàn)有技術(shù)中，將檸檬酸與硫酸鈣進(jìn)行酸解的過(guò)程中，各個(gè)條件的選擇范圍較寬，因此，對(duì)得到的硫酸鈣晶體中的晶形的控制無(wú)法很好地保證。如果能夠測(cè)出反應(yīng)得到的硫酸鈣晶體中的ニ水硫酸鈣和半水硫酸鈣的含量，就能夠利于在酸解過(guò)程中對(duì)各個(gè)反應(yīng)條件進(jìn)行相對(duì)準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)，從而能夠盡可能多的得到半水硫酸鈣含量較高的硫酸鈣晶體。在現(xiàn)有技術(shù)中，通?？梢愿鶕?jù)在不同干燥溫度下硫酸鈣晶體失去結(jié)晶水而導(dǎo)致的失重計(jì)算出硫酸鈣中的ニ水硫酸鈣、半水硫酸鈣以及無(wú)水硫酸鈣的量，理論上，在低于128°C的干燥溫度下，硫酸鈣晶體失去游離水，在128-163°C時(shí)ニ水硫酸鈣脫去I. 5個(gè)結(jié)晶水成為半水硫酸鈣，在高于163°C時(shí)半水硫酸鈣開(kāi)始脫去結(jié)晶水轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)水硫酸鈣，根據(jù)結(jié)晶水的量反推出不同水合硫酸鈣占有的比例。但在實(shí)際干燥過(guò)程中，該方法卻不能完全準(zhǔn)確地反映出硫酸鈣晶體準(zhǔn)確的失水過(guò)程和比例。另外ー種方法則是，由于ニ水硫酸鈣晶體和半水硫酸鈣晶體的形狀不同，因此，可以通過(guò)電子顯微鏡進(jìn)行晶體掃描分辨出ニ水硫酸鈣和半水硫酸鈣各自大概的比例關(guān)系，但是，只通過(guò)顯微鏡觀察無(wú)法得到兩者的確切比例，此外由于只能取微量的硫酸鈣晶體樣品進(jìn)行測(cè)定，因此，無(wú)法全面的反應(yīng)整個(gè)硫酸鈣產(chǎn)品中的ニ水硫酸鈣晶體和半水硫酸鈣晶體的含量關(guān)系。上述兩種方法都不能得到硫酸鈣晶體中的ニ水硫酸鈣和半水硫酸鈣的準(zhǔn)確的含量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠準(zhǔn)確測(cè)定硫酸鈣晶體中的ニ水硫酸鈣晶體和半水硫酸鈣晶體的含量的硫酸鈣晶體的定量分析方法。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際干燥過(guò)程中，在低于128°C的溫度下，ニ水硫酸鈣和半水硫酸鈣中的部分結(jié)晶水也會(huì)和游離水一起失去，128-163°C的溫度下，半水硫酸鈣也會(huì)失去部分結(jié)晶水，因此，根據(jù)在不同干燥溫度下硫酸鈣晶體失去結(jié)晶水而導(dǎo)致的失重來(lái)計(jì)算硫酸鈣中的ニ水硫酸鈣、半水硫酸鈣以及無(wú)水硫酸鈣的量的方法不能完全準(zhǔn)確地反映出硫酸鈣晶體準(zhǔn)確的失水過(guò)程和比例。本發(fā)明人意外發(fā)現(xiàn)，硫酸鈣晶體不溶于無(wú)水甲醇和/或無(wú)水こ醇，且硫酸鈣晶體與無(wú)水甲醇和/或無(wú)水こ醇接觸時(shí)，ニ水硫酸鈣晶體和半水硫酸鈣晶體的結(jié)晶水也不會(huì)游離出來(lái)，而硫酸鈣晶體中所含的游離水與無(wú)水甲醇和/或無(wú)水こ醇相溶，因此，用甲醇和/或こ醇將硫酸鈣晶體中的游離水溶解出來(lái)之后，可以利用卡爾費(fèi)休法測(cè)出液相中的水的含量，從而得到硫酸鈣晶體中的游離水含量，另外，通過(guò)干燥方法可測(cè)得硫酸鈣晶體失去的總水分含量，知道硫酸鈣晶體中的游離水和總水分含量就可以通過(guò)計(jì)算得到ニ水硫酸鈣晶體和半水硫酸鈣晶體的含量。本發(fā)明的目的在于，提供ー種硫酸鈣晶體的定量分析方法，所述硫酸鈣晶體中含有ニ水硫酸鈣晶體、半水硫酸鈣晶體和游離水，其中，該方法包括將所述硫酸鈣晶體與無(wú) 水甲醇和/或無(wú)水こ醇接觸，并利用卡爾費(fèi)休法測(cè)定液相中的游離水含量，從而得到硫酸鈣晶體中的游離水含量；將與上述相同重量、相同批次的硫酸鈣晶體溫度為230-280°C的條件下干燥至恒重，并通過(guò)干燥前后硫酸鈣晶體總重量的變化計(jì)算得到所述硫酸鈣晶體中的總水分含量；根據(jù)下述公式計(jì)算得到所述硫酸鈣晶體中所含有的ニ水硫酸鈣晶體和半水硫酸鈣晶體的含量待測(cè)定的硫酸I丐晶體的重量計(jì)為Cg ；測(cè)得的硫酸鈣晶體中的游離水含量計(jì)為Xg ；測(cè)得的硫酸鈣晶體中的總水分含量計(jì)為Yg ；待測(cè)定硫酸鈣晶體中含有的ニ水硫酸鈣晶體含量設(shè)為Ag，半水硫酸鈣晶體含量設(shè)為Bg ；X+A+B=C ；X+36A/172+9B/145=Y。本發(fā)明的方法通過(guò)簡(jiǎn)單的操作就能夠準(zhǔn)確地測(cè)定硫酸鈣晶體中的ニ水硫酸鈣晶體和半水硫酸鈣晶體的含量。
具體實(shí)施例方式以下對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式
僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用干限制本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明，為了測(cè)定硫酸鈣晶體中的游離水含量，先要將待測(cè)的硫酸鈣晶體與無(wú)水甲醇和/或無(wú)水こ醇接觸，由于硫酸鈣不溶于無(wú)水甲醇和/或無(wú)水こ醇，因此，接觸后硫酸鈣晶體中的游離水會(huì)進(jìn)入到無(wú)水甲醇和/或無(wú)水こ醇相中，從而可以利用卡爾費(fèi)休容量法測(cè)定液相中的游離水含量。所述接觸的方式可以是直接將所述硫酸鈣晶體加入到無(wú)水甲醇和/或無(wú)水こ醇中混合，優(yōu)選，所述混合在攪拌下進(jìn)行。所述公式的具體解析步驟如下X+A+B=C ；X+36A/172+9B/145=Y。
B= (145 X 36C-145 X 172Y+136 X 145X) /3672 ；A=C-B-X。根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于所述硫酸鈣晶體和無(wú)水甲醇和/或無(wú)水こ醇的用量比沒(méi)有特別的限制，所用的無(wú)水甲醇或無(wú)水こ醇的量只要能夠?qū)⒘蛩徕}晶體中的游離水充分溶解出來(lái)即可，優(yōu)選，以每克所述硫酸鈣晶體為準(zhǔn)，無(wú)水甲醇和/或無(wú)水こ醇的用量為35-45ml。根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于將所述硫酸鈣晶體與無(wú)水甲醇和/或無(wú)水こ醇接觸的條件沒(méi)有特別的限制，接觸溫度只要是不影響硫酸鈣晶體中的ニ水硫酸鈣和半水硫酸鈣的結(jié)晶水的穩(wěn)定性的溫度即可，接觸時(shí)間和攪拌速度只要能夠保證使所述硫酸鈣晶體中的游離水充分溶解出來(lái)即可優(yōu)選，接觸條件包括接觸溫度為10-30°C，為了充分使游離水溶出，所述接觸在攪拌下進(jìn)行，優(yōu)選，所述攪拌速度為20-40rpm，所述接觸的方法沒(méi)有特別限定，只要保證水的充分溶出即可，優(yōu)選，接觸方式為混合。
根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于所述干燥方法沒(méi)有特別的限制，可以是本領(lǐng)域常用的各種干燥方法，只要保證將其干燥到恒重即可。例如，可以選自高溫爐干燥、自然干燥、真空干燥、鼓風(fēng)干燥等方法，優(yōu)選使用高溫爐干燥，對(duì)于所述干燥條件沒(méi)有特別的限制，但是為了使硫酸鈣晶體干燥更加快速更加完全，優(yōu)選，所述干燥的溫度為230-280°C ;更優(yōu)選，其中，所述干燥溫度為245-255で。根據(jù)本發(fā)明，所述硫酸鈣晶體可以是各種硫酸鈣晶體，優(yōu)選，由鈣鹽法生產(chǎn)檸檬酸的酸解エ序廣生的硫酸1丐濕晶體。該硫酸1丐晶體中含有~■水硫酸1丐晶體、半水硫酸1丐晶體和游離水。根據(jù)本發(fā)明，采用卡爾費(fèi)休法測(cè)定樣品中的水含量是根據(jù)滴定過(guò)程中消耗的卡氏試劑的量，計(jì)算出樣品中的水含量，其原理如下列化學(xué)式所示。I2+S02+H20+3吡啶+CH3OH — 2氫碘酸吡啶+甲基硫酸吡啶在吡啶和甲醇存在的情況下，測(cè)定樣品中的水分與碘和ニ氧化硫的氧化還原反應(yīng)，生成氫碘酸吡啶和甲基硫酸吡啶，水分全部耗盡吋，碘會(huì)顯示自己本身的棕色，以此判斷為反應(yīng)終點(diǎn)。在本發(fā)明中直接利用卡爾費(fèi)休水分測(cè)定儀測(cè)定，所用的卡爾費(fèi)休水分測(cè)定儀可以為梅特勒-托利多公司生產(chǎn)的型號(hào)為DL55的卡爾費(fèi)休水分測(cè)定儀。硫酸鈣中的總水分含量可以參照國(guó)標(biāo)《GB 1892-2007食品添加劑硫酸鈣》中的干燥減量法進(jìn)行測(cè)定?？ㄊ显噭┵?gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，牌號(hào)為31000962。本發(fā)明中所使用的各種試劑都是分析純級(jí)別。以下通過(guò)實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的硫酸鈣晶體的定量分析方法。實(shí)施例I本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明的硫酸鈣晶體的定量分析方法。向卡爾費(fèi)休水分測(cè)定儀的滴定瓶中加入40mL無(wú)水甲醇，用減量法稱(chēng)取硫酸鈣晶體C=L OOOOg加入到無(wú)水甲醇中，在20°C下，用磁力攪拌器以25rpm的速度攪拌10分鐘，邊攪拌邊以O(shè). 2mL/min的速度向裝有硫酸I丐晶體和無(wú)水こ醇的上述滴定瓶中滴加卡氏試劑，待反應(yīng)完成所測(cè)得的游離水的含量為X=O. 3150g。總水含量測(cè)定取相同批次、相同重量的硫酸鈣晶體樣品(精確到O. OOOlg),置于預(yù)先在250°C ±5°C下干燥至質(zhì)量恒定的瓷坩堝中，在250°C ±5°C的高溫爐中烘至質(zhì)量恒定，取出后置于干燥器中冷卻，稱(chēng)量，總水分的量為硫酸鈣晶體樣品的重量減去干燥得到的無(wú)水硫酸鈣的重量，即，Y=O. 4200g。根據(jù)下述公式計(jì)算得到的所述硫酸鈣晶體中所含有的ニ水硫酸鈣晶體、半水硫酸鈣晶體以及無(wú)水硫酸鈣晶體的含量待測(cè)定的硫酸鈣晶體的重量計(jì)為C ；測(cè)得的硫酸鈣晶體中的游離水含量計(jì)為Xg ；測(cè)得的硫酸鈣晶體中的總水分含量計(jì)為Yg ；待測(cè)定硫酸鈣晶體中含有的ニ水硫酸鈣晶體含量設(shè)為Ag，半水硫酸鈣晶體含量設(shè) 為Bg ；X+A+B=C ；X+36A/172+9B/145=Y。所計(jì)算得到的的硫酸鈣晶體樣品中二水硫酸鈣晶體和半水硫酸鈣晶體的含量在表I中示出。實(shí)施例2本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明的硫酸鈣晶體的定量分析方法。采用與實(shí)施例I相同的方法進(jìn)行分析，硫酸鈣晶體也是同一批次的樣品，不同的是加入35ml無(wú)水甲醇,在10°C下、以40rpm的速度攪拌5分鐘,邊攪拌邊以O(shè). lmL/min的速度進(jìn)行滴定，測(cè)得的 X=O. 3180g、Y=O. 4229g、C=L 022g。 所計(jì)算得到的硫酸鈣晶體樣品中ニ水硫酸鈣晶體和半水硫酸鈣晶體含量在表I中示出。實(shí)施例3本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明的硫酸鈣晶體的定量分析方法。采用與實(shí)施例I相同的方法進(jìn)行分析，硫酸鈣晶體也是同一批次的樣品，不同的是加入45ml無(wú)水こ醇,在30°C下、以30rpm的速度攪拌5分鐘,邊攪拌邊以O(shè). lmL/min的速度進(jìn)行滴定，測(cè)得的 X=O. 3503g,Y=0. 4664g、C=L 1066g。所計(jì)算得到的硫酸鈣晶體樣品中ニ水硫酸鈣晶體和半水硫酸鈣晶體含量在表I中示出。對(duì)比例I本對(duì)比例是硫酸鈣晶體的定量分析方法的參比方法，與實(shí)施例I測(cè)定的是同一批硫酸I丐晶體。I、將培養(yǎng)皿置于烘箱內(nèi)，在128°C烘干至恒重后，在分析天平上精確稱(chēng)量，并記錄質(zhì)量 20. 5025g。2、稱(chēng)取混合均勻的樣品的質(zhì)量，并記錄質(zhì)量5. 3678g。3、將上述硫酸鈣晶體樣品置于上述培養(yǎng)皿中，放入到烘箱內(nèi)，在128°C烘干4小時(shí)至恒重，將樣品取出后置于干燥器內(nèi)冷卻至室溫(25°C)，對(duì)培養(yǎng)皿和樣品稱(chēng)重，質(zhì)量23. 8305g，按照上述方法依次在163°C、250°C下進(jìn)行烘干后，分別對(duì)培養(yǎng)皿和樣品稱(chēng)重，質(zhì)量分別為 23. 7200g 和 23. 6080g。在128°C硫酸鈣晶體失去游離水，所稱(chēng)量的重量變化為游離水的重量；在163°Cニ水硫酸鈣晶體失去結(jié)晶水全部轉(zhuǎn)化為半水硫酸鈣晶體，所稱(chēng)量的重量變化為ニ水硫酸鈣所失去的結(jié)晶水的重量；在250°C半水水硫酸鈣晶體失去結(jié)晶水全部轉(zhuǎn)化為無(wú)水硫酸鈣晶體，所稱(chēng)量的重量變化為半水硫酸鈣所失去的結(jié)晶水的重量。所計(jì)算得到的硫酸鈣晶體樣品中ニ水硫酸鈣晶體和半水硫酸鈣晶體含量在表I中示出。表I
權(quán)利要求
1.ー種硫酸鈣晶體的定量分析方法，所述硫酸鈣晶體中含有ニ水硫酸鈣晶體、半水硫酸鈣晶體和游離水，其特征在于，該方法包括將所述硫酸鈣晶體與無(wú)水甲醇和/或無(wú)水こ醇接觸，并利用卡爾費(fèi)休法測(cè)定液相中的游離水含量，從而得到硫酸鈣晶體中的游離水含量；將與上述相同重量、相同批次的硫酸鈣晶體在溫度為230-280°C的條件下干燥至恒重，并通過(guò)干燥前后硫酸鈣晶體總重量的變化計(jì)算得到所述硫酸鈣晶體中的總水分含量；根據(jù)下述公式計(jì)算得到所述硫酸鈣晶體中所含有的ニ水硫酸鈣晶體和半水硫酸鈣晶體的含量 待測(cè)定的硫酸鈣晶體的重量計(jì)為Cg ； 測(cè)得的硫酸鈣晶體中的游離水含量計(jì)為Xg ； 測(cè)得的硫酸鈣晶體中的總水分含量計(jì)為Yg ； 待測(cè)定硫酸鈣晶體中含有的ニ水硫酸鈣晶體含量設(shè)為Ag，半水硫酸鈣晶體含量設(shè)為Bg ；X+A+B=C ；X+36A/172+9B/145=Y。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，以每克所述硫酸鈣晶體為準(zhǔn)，所述無(wú)水甲醇和/或無(wú)水こ醇的用量為35-45ml。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，將所述硫酸鈣晶體與無(wú)水甲醇和/或無(wú)水こ醇接觸的條件包括接觸溫度為10-30°C，所述接觸在攪拌下進(jìn)行，所述接觸的方式為混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，干燥的溫度為245-255°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述硫酸鈣晶體為由鈣鹽法生產(chǎn)檸檬酸的酸解エ序產(chǎn)生的硫酸鈣濕晶體。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種硫酸鈣晶體的定量分析方法，所述硫酸鈣晶體中含有二水硫酸鈣晶體、半水硫酸鈣晶體和游離水，該方法包括將所述硫酸鈣晶體與無(wú)水甲醇和/或無(wú)水乙醇接觸，并利用卡爾費(fèi)休法測(cè)定液相中的游離水含量，從而得到硫酸鈣晶體中的游離水含量；將與上述相同重量、相同批次的硫酸鈣晶體在溫度為230-280℃的條件下，干燥至恒重，并通過(guò)干燥前后硫酸鈣晶體總重量的變化計(jì)算得到所述硫酸鈣晶體中的總水分含量，由此反推出硫酸鈣晶體中的二水硫酸鈣晶體和半水硫酸鈣晶體的含量。本發(fā)明的方法通過(guò)簡(jiǎn)單的操作就能夠準(zhǔn)確地測(cè)定硫酸鈣晶體中的二水硫酸鈣晶體和半水硫酸鈣晶體的含量。
文檔編號(hào)G01N5/04GK102692357SQ201210184019
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者吳師, 周勇, 滿(mǎn)云, 王慧娟, 陳影 申請(qǐng)人:中糧生物化學(xué)(安徽)股份有限公司